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大悬臂超宽UHPC箱梁单元、大悬臂超宽UHPC箱梁桥及其施工方法

文献发布时间:2023-06-19 18:32:25


大悬臂超宽UHPC箱梁单元、大悬臂超宽UHPC箱梁桥及其施工方法

技术领域

本发明属于桥梁领域,尤其涉及一种UHPC箱梁单元、UHPC箱梁桥及其施工方法。

背景技术

随着港珠澳大桥的兴建和城市交通的发展,在海上和城市中需新建的桥梁将越来越多,伴随着车流量的增加和道路等级的提高,部分新建桥梁要求修建双向六车道甚至双向八车道,以至于桥梁宽度达到35m或者更宽。然而,对于传统宽箱梁桥,由于桥梁宽度大幅增加,而桥墩位置却受到客观条件(城市用地紧张或海上地质条件苛刻等)的限制,桥梁支座横向间距较小,从而使得箱梁翼缘板挑臂较长,这就导致桥梁在服役过程中其箱梁结构横向效应显著,出现明显的横向剪切变形以及箱梁横向挑臂端部竖向变形较大,局部刚度不足,桥面板容易出现开裂现象。

为解决上述技术问题,现有技术中有采用钢箱梁结构和组合箱梁结构(钢-混组合梁),但此类桥梁结构由于采用了钢材,不仅增加了初期建设成本和施工工序(焊缝细节多),还由于钢材疲劳和腐蚀问题将大大增加运营和维护成本。此外,一般的钢箱梁结构包含厚重的普通混凝土层,一方面,增加结构自重和施工工序,不利于装配化施工;另一方面,由于轮载的反复作用和超宽箱梁的横向效应,桥面板混凝土将不可避免地开裂。因此,现有技术并不能十分完美地解决超宽箱梁桥面板开裂的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷,提供一种大悬臂超宽UHPC箱梁单元、大悬臂超宽UHPC箱梁桥及其施工方法,通过该大悬臂超宽UHPC箱梁单元施工得到的箱梁桥在支座横向距离受限的情况下能大幅提升桥面宽度和提高箱梁翼缘板刚度,能有效避免桥面板开裂,同时又便于装配化施工。为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:

一种大悬臂超宽UHPC箱梁单元,包括UHPC箱梁本体,所述UHPC箱梁本体上表面的横桥两侧设有向外延伸的UHPC翼缘,所述UHPC箱梁本体的侧面和所述UHPC翼缘的底面之间设有多道间隔布置的UHPC挑梁,所述UHPC翼缘下方布置有多道间隔布置的UHPC纵肋,所述UHPC挑梁沿横桥向设置,所述UHPC纵肋沿纵桥向设置。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,所述UHPC箱梁本体包括UHPC顶板、UHPC底板、UHPC横隔板和沿纵桥向设置的UHPC腹板,所述UHPC腹板设于所述UHPC顶板和UHPC底板之间并组成一箱式结构,所述UHPC横隔板包括UHPC顶板加劲肋、UHPC腹板加劲肋、UHPC底板加劲肋中的至少一个,所述UHPC顶板加劲肋垂直设于所述UHPC顶板的底部,所述UHPC腹板加劲肋垂直设于所述UHPC腹板的侧壁,所述UHPC底板加劲肋垂直设于所述UHPC底板的上部。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,所述UHPC腹板包括UHPC内腹板和UHPC外腹板,所述UHPC外腹板设于所述箱式结构的横桥向两侧,所述UHPC内腹板设于所述箱式结构的纵桥向中心处,所述UHPC内腹板和UHPC外腹板的厚度均为0.15-0.50m,所述UHPC底板的厚度为0.15-1.20m,所述UHPC横隔板的厚度为0.15-0.40m,所述UHPC横隔板沿纵桥向每隔2-6m设置一道,所述UHPC横隔板的高度为0.50-1.50m。上述工艺参数的设置都基于工程背景桥的跨径、桥宽而定的,可节省材料,充分利用UHPC高强的特性、增强局部刚度、降低桥梁造价。

本发明的大悬臂超宽UHPC箱梁单元可为单箱多室构造,当采用单箱多室构造时,UHPC腹板包括位于两侧的UHPC外腹板和位于箱式结构内部的UHPC内腹板,由于UHPC内腹板的存在,箱梁的抗扭刚度将大幅提升,此时,部分UHPC横隔板只需对顶板和底板加劲。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,所述UHPC翼缘与所述UHPC箱梁本体一体成型,所述UHPC挑梁中预埋设有向所述UHPC箱梁本体中延伸的抗拉钢筋,所述UHPC横隔板包括高度不少于所述UHPC挑梁的UHPC顶板加劲肋,所述抗拉钢筋一端埋设于所述UHPC挑梁中,另一端穿过所述UHPC腹板并延伸至所述UHPC顶板加劲肋中。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,同一所述UHPC挑梁处预埋设有多根沿不同高度等间距设置的抗拉钢筋,所述抗拉钢筋包括第一主筋以及设于所述第一主筋两端的第一端钩,同一所述第一主筋两端的第一端钩沿所述第一主筋的中点对称设置,上下相邻所述抗拉钢筋的第一主筋错位设置。上述错位设置是指上下相邻第一主筋位于不同纵桥向处,更优选的,相间隔的第一主筋的纵桥向位置保持相同。

由于UHPC箱梁大多数为薄壁构造,采用横向预应力不仅工序复杂,还缺少合适位置安置,本发明的大悬臂超宽UHPC箱梁单元,无需配置横向预应力束,只需配置抗拉钢筋,加强UHPC翼缘和UHPC横隔板的联系并提升超宽箱梁单元的横向刚度,横向刚度足够抵抗翼缘板的悬臂效应。本发明的抗拉钢筋采用等距分布的错位钢筋构造,其端部采用第一端钩(如采用180°的弯钩)方式进行加强,带第一端钩的第一主筋不需要很复杂的加工模式,构造简单,端部采用弯钩形式能大幅提升端部拔出抗力,端部锚固力较强,错位布置能更有效地利用钢筋与UHPC基体的接触面,提高粘结力,受力更加均匀,尤为适用于本发明的装配式施工的箱梁构造。本发明的UHPC挑梁通过错位布置的带第一端钩的第一主筋与UHPC横隔板的整体性加强,UHPC翼缘的荷载主要传递路径为:翼缘→挑梁→钢筋→横隔板→箱梁主体,传力途径稳定可靠,受力简单,能有效避免桥面板开裂。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,所述UHPC翼缘、所述UHPC挑梁与所述UHPC箱梁本体之间通过一现浇UHPC湿接缝连接,所述UHPC箱梁本体横桥向两侧上部设有用于与所述UHPC翼缘位置对应的上斜口和用于与所述UHPC挑梁位置对应的下凹槽,所述上斜口和下凹槽中现浇UHPC形成现浇UHPC湿接缝。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,所述UHPC箱梁本体在上斜口和下凹槽处均预埋设有第二预留钢筋,所述上斜口处的第二预留钢筋均匀设有多根,一端设于所述UHPC顶板中,另一端向所述现浇UHPC湿接缝中延伸,所述UHPC横隔板包括高度不少于所述UHPC挑梁的UHPC顶板加劲肋,所述下凹槽处的第二预留钢筋沿不同高度等间距设置多根,一端设于所述UHPC顶板加劲肋中,另一端向所述现浇UHPC湿接缝中延伸;所述UHPC翼缘在与所述上斜口处的第二预留钢筋对应位置处设有第三预留钢筋,所述UHPC翼缘中的第三预留钢筋一端设于所述UHPC翼缘中,另一端向所述现浇UHPC湿接缝中延伸,所述UHPC挑梁在与所述下凹槽处的第二预留钢筋对应位置处也设有第三预留钢筋,所述UHPC挑梁中的第三预留钢筋一端设于所述UHPC挑梁中,另一端向所述现浇UHPC湿接缝中延伸。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,所述第二预留钢筋包括第二主筋,所述第二主筋靠近所述现浇UHPC湿接缝的一端设有第二端钩,所述第三预留钢筋包括第三主筋,所述第三主筋靠近所述现浇UHPC湿接缝的一端设有第三端钩,横桥向相邻所述第二主筋和第三主筋上下错位布置,且所述第二端钩和第三端钩均越过所述现浇UHPC湿接缝的纵桥向中心线。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,所述UHPC挑梁与所述UHPC箱梁本体之间还设有沿横桥向通长布置的预应力筋,所述UHPC横隔板包括高度不少于所述UHPC挑梁的UHPC顶板加劲肋,所述预应力筋的两端分别锚固于所述UHPC挑梁的端部(分别位于横桥向侧的UHPC挑梁中,且位于UHPC挑梁的横桥向最外侧端部),所述预应力筋的中部穿过所述UHPC顶板加劲肋。

由于UHPC箱梁大多数为薄壁构造,采用横向预应力不仅工序复杂,还缺少合适位置安置,本发明的大悬臂超宽UHPC箱梁单元,通过简单布置预应力筋和UHPC湿接缝,通过在UHPC湿接缝处设置特定形式的第二预留钢筋和第三预留钢筋,加强UHPC翼缘和UHPC横隔板的联系并提升超宽箱梁单元的横向刚度,横向刚度足够抵抗翼缘板的悬臂效应。本发明的预留钢筋采用上下错位钢筋构造,其端部采用端钩(如采用180°的弯钩)方式进行加强,带端钩的主筋不需要很复杂的加工模式,构造简单,端部采用弯钩形式能大幅提升端部拔出抗力,端部锚固力较强,错位布置能更有效地利用钢筋与UHPC基体的接触面,提高粘结力,受力更加均匀,传力途径稳定可靠,受力简单,能有效避免桥面板开裂,尤为适用于本发明的装配式施工的箱梁构造。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,所述UHPC箱梁本体的横桥向宽度为15-40m,所述UHPC翼缘的横桥向宽度为5-10m,所述UHPC翼缘沿所述UHPC箱梁本体的纵桥向中心对称设置。本发明的UHPC箱梁本体的横桥向宽度为15-40m,UHPC翼缘的横桥向宽度为5-10m,整体箱梁的宽度可达20-50m,桥梁宽度更宽。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,所述UHPC挑梁沿纵桥向中心对称设置,所述UHPC挑梁的厚度为0.1-0.8m,所述UHPC挑梁的横桥向宽度为5-10m,所述UHPC挑梁的高度越靠近所述UHPC箱梁本体越高,且较高一侧的高度为2-5m,较低一侧的高度为0.1-0.6m,相邻所述UHPC挑梁中心之间的纵桥向间距为2-6m。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中,优选的,所述UHPC纵肋为上宽下窄的倒梯形,所述UHPC纵肋的高度为0.2-0.8m,所述UHPC纵肋的上缘宽度为0.3-0.8m,下缘宽度为0.2-0.6m,相邻所述UHPC纵肋中心之间横桥向距离为0.3-1.5m。

本发明的UHPC挑梁和UHPC纵肋的上述工艺参数设置有利于其二者配合UHPC箱梁本体发挥作用,以大幅提升桥面宽度和提高箱梁翼缘板刚度,以有效避免桥面板开裂。

作为一个总的技术构思,本发明还提供一种大悬臂超宽UHPC箱梁桥,包括桥墩以及多个上述的大悬臂超宽UHPC箱梁单元,多个所述大悬臂超宽UHPC箱梁单元通过预应力体系沿纵桥向拼装组合成一整体。

上述大悬臂超宽UHPC箱梁桥中,优选的,所述预应力体系包括体内预应力束和体外预应力束,所述体内预应力束沿纵桥向埋置于所述UHPC纵肋中,所述体外预应力束沿纵桥向穿过所述UHPC横隔板设置,所述体外预应力束通过一体外束齿块锚固,并通过一体外束转向块转向,所述体外束齿块和体外束转向块均嵌固于所述UHPC横隔板上并与所述UHPC腹板的内侧壁固结。体内预应力束埋置于所述UHPC纵肋中,可大幅提升UHPC翼缘局部的抗弯承载力,一定程度上提升UHPC翼缘的刚度,减小箱梁变形,避免桥面板开裂。

作为一个总的技术构思,本发明还提供一种上述大悬臂超宽UHPC箱梁桥的施工方法,包括以下步骤:

S1:施工桩基以及桥墩;

S2:在桥墩上安装0#大悬臂超宽UHPC箱梁单元节段,按照预应力体系张拉的顺序,在已安装完成的大悬臂超宽UHPC箱梁单元节段两侧对称悬臂拼装其他大悬臂超宽UHPC箱梁单元节段,并完成相应的预应力体系的张拉;

S3:先边跨合拢,再拆除0#大悬臂超宽UHPC箱梁单元节段的临时固结,最后中跨合拢,并在全桥跨度内进行预应力体系的张拉;

S4:完成大悬臂超宽UHPC箱梁桥的附属工程以及桥面铺装,即完成施工。

现有技术中采用钢箱梁或组合箱梁结构(钢-混组合梁)并不能很好的解决桥面板开裂的问题,还会带来施工等方面的问题。超高性能混凝土(UHPC)因其具有优异的力学性能和超强的耐久性能,既有工程实践表明,UHPC应用于桥梁工程,可大幅减小结构尺寸以及提高桥梁局部刚度,并有利于装配化施工。因此,本发明基于UHPC材料的超宽箱梁桥有望解决传统超宽梁桥存在的技术问题。

本发明采用的UHPC具有高强度、高韧性性能可避免桥面局部开裂。此外,在纵桥向,UHPC翼缘底面采用UHPC纵肋和埋置于纵肋的预应力束加劲,抗弯强度大大提升;在横桥向,先是通过UHPC挑梁连接UHPC箱梁本体,再通过错位布置的抗拉钢筋增强UHPC挑梁和UHPC横隔板的联系,加强整体稳定性;或者在横桥向,先是通过含预留错位布置钢筋的UHPC湿接缝将UHPC翼缘、UHPC挑梁和UHPC箱梁本体连为一体,再通过横桥向预应力筋增强UHPC悬臂梁和UHPC箱梁本体的联系,加强整体稳定性;并且,通过设置UHPC内腹板可以增强整体抗扭刚度。多种因素协同作用,桥面板上荷载就能够很好地从UHPC翼缘上传递到UHPC箱梁本体上,有利于减少桥面板开裂的可能性。

与现有技术相比,本发明的优点在于:

1、本发明的大悬臂超宽UHPC箱梁单元,基于UHPC优异的力学性能,提出大悬臂超宽UHPC箱梁单元的构造,其包含UHPC箱梁本体、UHPC挑梁和UHPC纵肋,不仅可采用薄壁结构,各组成结构的相互配合还能大幅增加箱梁翼缘板刚度,使得箱梁总宽度能达到50m,满足超大车流量的需求与高道路等级的要求。

2、本发明的大悬臂超宽UHPC箱梁单元,UHPC翼缘较宽,适用于横向间距较小的桥墩桥台,尤其是城市用地紧张的高架桥和海上地质条件较差的跨海大桥。

3、本发明提供的大悬臂超宽UHPC箱梁单元为采用UHPC材料的预制结构,可以实现预制结构的轻型化,使结构的预制、拼装、运输更加容易,基本实现全装配化施工,无需现场焊接钢箱梁结构,大量减少现场工作量,降低施工风险。并且,基于UHPC为主体材料的桥梁较传统混凝土梁桥而言,可以采用更轻更薄的板件厚度以及结构高度,可广泛适用于对结构净空有要求(桥下净空、通航净空)的桥梁,具有广泛的适用性。此外,采用的UHPC材料的轴拉强度可达10MPa以上,可大幅减小桥梁结构尺寸、降低上部结构重量、提高结构抵抗荷载效率和结构耐久性,相较于钢箱梁桥型方案而言,避免箱梁主体后期的除锈和开裂,减少后期运营维护费用,具有良好的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为实施例1中大悬臂超宽UHPC箱梁单元的结构示意图。

图2 为图1中大悬臂超宽UHPC箱梁单元另一角度的结构示意图。

图3为实施例1中大悬臂超宽UHPC箱梁单元的预应力布置示意图。

图4为实施例1中含UHPC挑梁和UHPC横隔板的大悬臂超宽UHPC箱梁单元的剖视结构示意图。

图5为实施例1中不含UHPC挑梁和UHPC横隔板的大悬臂超宽UHPC箱梁单元的剖视结构示意图。

图6为实施例1中含UHPC挑梁和另一类UHPC横隔板(只含UHPC顶板加劲板)的大悬臂超宽UHPC箱梁单元的剖视结构示意图。

图7为实施例1中大悬臂超宽UHPC箱梁单元的抗拉钢筋布置示意图。

图8为实施例1中抗拉钢筋的布置示意图。

图9为实施例1中大悬臂超宽UHPC箱梁桥的结构示意图。

图10为实施例2中大悬臂超宽UHPC箱梁单元的结构示意图。

图11为实施例2中第二预留钢筋、第三预留钢筋和预应力筋的布置示意图。

图12为实施例2中UHPC箱梁本体横桥向侧面的结构示意图。

图13为实施例2中UHPC挑梁和UHPC翼缘处的侧面的结构示意图。

图14为图12和图13组合后的结构示意图。

图15为图14中A的局部放大图。

图例说明:

1、桥墩;21、UHPC箱梁本体;211、UHPC顶板;212、UHPC内腹板;213、UHPC外腹板;214、UHPC底板;215、UHPC横隔板;22、UHPC挑梁;23、UHPC纵肋;24、UHPC翼缘;3、预应力体系;31、体外预应力束;32、体内预应力束;33、体外束齿块;34、体外束转向块;4、抗拉钢筋;41、第一主筋;42、第一端钩;5、现浇UHPC湿接缝;51、上斜口;52、下凹槽;6、第二预留钢筋;61、第二主筋;62、第二端钩;7、第三预留钢筋;71、第三主筋;72、第三端钩;8、预应力筋。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1:

如图1-图2、图4-图6所示,本实施例的大悬臂超宽UHPC箱梁单元,为预制结构,包括UHPC箱梁本体21,UHPC箱梁本体21上表面的横桥两侧设有向外延伸的UHPC翼缘24,UHPC箱梁本体21的侧面和UHPC翼缘24的底面之间设有多道间隔布置的UHPC挑梁22,UHPC翼缘24下方布置有多道间隔布置的UHPC纵肋23,UHPC挑梁22沿横桥向设置,UHPC纵肋23沿纵桥向设置。

本实施例中,UHPC箱梁本体21包括UHPC顶板211、UHPC底板214、UHPC横隔板215和沿纵桥向设置的UHPC腹板,均为平板构件,UHPC腹板设于UHPC顶板211和UHPC底板214之间并组成一箱式结构(本实施例图示为单箱双室构造),UHPC横隔板215包括UHPC顶板加劲肋、UHPC腹板加劲肋和UHPC底板加劲肋中,UHPC顶板加劲肋垂直设于UHPC顶板211的底部,UHPC腹板加劲肋垂直设于UHPC腹板的侧壁,UHPC底板加劲肋垂直设于UHPC底板214的上部。

具体的,本实施例中,UHPC腹板包括UHPC内腹板212和UHPC外腹板213,UHPC外腹板213设于箱式结构的横桥向两侧,UHPC内腹板212设于箱式结构的纵桥向中心处,UHPC内腹板212和UHPC外腹板213的厚度均为0.15-0.50m(上述范围均可,如采用0.2m),UHPC底板214的厚度为0.15-1.20m(上述范围均可,如采用0.2m),UHPC横隔板215的厚度为0.15-0.40m(上述范围均可,如采用0.2m),UHPC横隔板215沿纵桥向每隔2-6m(上述范围均可,如采用3m)设置一道,UHPC横隔板215的高度为0.50-1.50m(上述范围均可,如采用1m)。

当然,如图6所示,根据具体情况需求,本实施例中,UHPC横隔板215可只包括UHPC顶板加劲肋。

如图8、图9所示,本实施例中,UHPC挑梁22中预埋设有向UHPC箱梁本体21中延伸的抗拉钢筋4,UHPC横隔板215包括高度不少于UHPC挑梁22的UHPC顶板加劲肋,抗拉钢筋4一端埋设于UHPC挑梁22中,另一端穿过UHPC腹板并延伸至UHPC顶板加劲肋中。具体的,如图9所示,本实施例中,同一UHPC挑梁22处预埋设有多根沿不同高度等间距设置的抗拉钢筋4,抗拉钢筋4包括第一主筋41以及设于第一主筋41两端的第一端钩42,同一第一主筋41两端的第一端钩42沿第一主筋41的中点对称设置,上下相邻抗拉钢筋4的第一主筋41错位设置。

本实施例中,UHPC箱梁本体21的横桥向宽度为15-40m,UHPC翼缘24的横桥向宽度为5-10m,UHPC翼缘24沿UHPC箱梁本体21的纵桥向中心对称设置,UHPC翼缘24与UHPC箱梁本体21一体成型。

本实施例中,UHPC挑梁22沿纵桥向中心对称设置,尺寸固定不变,UHPC挑梁22的厚度为0.1-0.8m(上述范围均可,如采用0.3m),UHPC挑梁22的横桥向宽度为5-10m(上述范围均可,如采用8m),UHPC挑梁22的高度越靠近UHPC箱梁本体21越高,且较高一侧的高度为2-5m(上述范围均可,如采用3m),较低一侧的高度为0.1-0.6m(上述范围均可,如采用0.1m),相邻UHPC挑梁22中心之间的纵桥向间距为2-6m(上述范围均可,如采用4m)。

本实施例中,UHPC纵肋23为上宽下窄的倒梯形,UHPC纵肋23的高度为0.2-0.8m(上述范围均可,如采用0.4m),UHPC纵肋23的上缘宽度为0.3-0.8m(上述范围均可,如采用0.5m),下缘宽度为0.2-0.6m(上述范围均可,如采用0.4m),相邻UHPC纵肋23中心之间横桥向距离为0.3-1.5m(上述范围均可,如采用1.5m)。

如图10所示,本实施例的大悬臂超宽UHPC箱梁桥,包括桥墩1以及多个上述的大悬臂超宽UHPC箱梁单元,多个大悬臂超宽UHPC箱梁单元通过预应力体系3沿纵桥向拼装组合成一整体。

具体的,本实施例的大悬臂超宽UHPC箱梁桥为连续梁桥桥型,跨径布置可为75m+130m+75m,全桥上部结构采用大悬臂超宽UHPC箱梁单元,预应力体系3在箱梁纵向采用体外预应力束31和体内预应力束32混合应力体系。本实施例中,UHPC的轴拉强度在10MPa以上,抗压强度在120MPa以上。

如图3所示,本实施例中,预应力体系3包括体内预应力束32和体外预应力束31,体内预应力束32沿纵桥向埋置于UHPC纵肋23中,体外预应力束31沿纵桥向穿过UHPC横隔板215设置,体外预应力束31通过一体外束齿块33锚固,并通过一体外束转向块34转向,可以抵抗体外预应力束31转向产生的径向力,体外束齿块33和体外束转向块34均嵌固于UHPC横隔板215上并与UHPC腹板的内侧壁固结。具体的,本实施例中,体外预应力束31沿纵桥向穿过UHPC横隔板215的UHPC顶板加劲肋设置,体外束转向块34固设于UHPC顶板加劲肋上且其侧面与UHPC外腹板213固接,体外束齿块33固设于UHPC底板加劲肋上且其侧面与UHPC外腹板213固接。

本实施例的大悬臂超宽UHPC箱梁桥的施工方法,包括以下步骤:

S1:施工桩基以及桥墩1;在工厂预制大悬臂超宽UHPC箱梁单元;

S2:在桥墩1上安装0#大悬臂超宽UHPC箱梁单元节段,按照预应力体系3张拉的顺序,在已安装完成的大悬臂超宽UHPC箱梁单元节段两侧对称悬臂拼装其他大悬臂超宽UHPC箱梁单元节段,并完成相应的预应力体系3的张拉;

S3:先边跨合拢,再拆除0#大悬臂超宽UHPC箱梁单元节段的临时固结,最后中跨合拢,并在全桥跨度内进行预应力体系3的张拉;

S4:完成大悬臂超宽UHPC箱梁桥的附属工程以及桥面铺装,即完成施工。

本实施例提供的大悬臂超宽UHPC箱梁单元以及大悬臂超宽UHPC箱梁桥,结构轻质高强、施工简易方便、受力合理,能大幅提高箱梁翼缘的局部刚度,提供超宽桥面,拥有良好的经济性和广泛的适用性,尤其适用于城市高架桥或有通航净空要求的跨江跨海大桥。

实施例2:

本实施例的大悬臂超宽UHPC箱梁单元,为预制结构,包括UHPC箱梁本体21,UHPC箱梁本体21上表面的横桥两侧设有向外延伸的UHPC翼缘24,UHPC箱梁本体21的侧面和UHPC翼缘24的底面之间设有多道间隔布置的UHPC挑梁22,UHPC翼缘24下方布置有多道间隔布置的UHPC纵肋23,UHPC挑梁22沿横桥向设置,UHPC纵肋23沿纵桥向设置。

本实施例中的UHPC箱梁本体21、UHPC翼缘24、UHPC挑梁22和UHPC纵肋23的结构均与实施例1相似,区别在于:如图10-图15所示,UHPC翼缘24、UHPC挑梁22与UHPC箱梁本体21之间通过一现浇UHPC湿接缝5连接,UHPC箱梁本体21横桥向两侧上部设有用于与UHPC翼缘24位置对应的上斜口51和用于与UHPC挑梁22位置对应的下凹槽52,上斜口51和下凹槽52中现浇UHPC形成现浇UHPC湿接缝5。

本实施例中,UHPC箱梁本体21在上斜口51和下凹槽52处均预埋设有第二预留钢筋6,上斜口51处的第二预留钢筋6均匀设有多根,一端设于UHPC顶板211中,另一端向现浇UHPC湿接缝5中延伸,UHPC横隔板215包括高度不少于UHPC挑梁22的UHPC顶板加劲肋,下凹槽52处的第二预留钢筋6沿不同高度等间距设置多根,一端设于UHPC顶板加劲肋中,另一端向现浇UHPC湿接缝5中延伸;UHPC翼缘24在与上斜口51处的第二预留钢筋6对应位置处设有第三预留钢筋7,UHPC翼缘24中的第三预留钢筋7一端设于UHPC翼缘24中,另一端向现浇UHPC湿接缝5中延伸,UHPC挑梁22在与下凹槽52处的第二预留钢筋6对应位置处也设有第三预留钢筋7,UHPC挑梁22中的第三预留钢筋7一端设于UHPC挑梁22中,另一端向现浇UHPC湿接缝5中延伸。

本实施例中,第二预留钢筋6包括第二主筋61,第二主筋61靠近现浇UHPC湿接缝5的一端设有第二端钩62,第三预留钢筋7包括第三主筋71,第三主筋71靠近现浇UHPC湿接缝5的一端设有第三端钩72,横桥向相邻第二主筋61和第三主筋71上下错位布置,且第二端钩62和第三端钩72均越过现浇UHPC湿接缝5的纵桥向中心线。

本实施例中,UHPC挑梁22与UHPC箱梁本体21之间还设有沿横桥向通长布置的预应力筋8,UHPC横隔板215包括高度不少于UHPC挑梁22的UHPC顶板加劲肋,预应力筋8的两端分别锚固于UHPC挑梁22的端部,预应力筋8的中部穿过UHPC顶板加劲肋。

本实施例的大悬臂超宽UHPC箱梁桥,包括桥墩1以及上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元,多个大悬臂超宽UHPC箱梁单元通过预应力体系3沿纵桥向拼装组合成一整体。本实施例的预应力体系3等可与实施例1相似。

本实施例的大悬臂超宽UHPC箱梁桥的施工方法,包括以下步骤:

S1:施工桩基以及桥墩1;在工厂分别预制UHPC箱梁本体21、UHPC悬臂梁(UHPC翼缘24和UHPC挑梁22一体成型得到);

S2:在桥墩1上安装0# UHPC箱梁本体21节段,按照预应力体系3张拉的顺序,在已安装完成的UHPC箱梁本体21节段两侧对称悬臂拼装其他UHPC箱梁本体21节段,按照先边跨合拢再中跨合拢的顺序完成UHPC箱梁本体21节段的拼装,并完成相应的预应力体系3的张拉;

S3:再将各UHPC悬臂梁通过临时约束安装在UHPC箱梁本体21两侧的指定位置,并浇筑早强UHPC形成现浇UHPC湿接缝5,待现浇UHPC湿接缝5达到一定强度后,张拉横桥向的预应力筋8保证UHPC箱梁本体21和UHPC悬臂梁22的连接,并拆除临时约束;

S4:拆除0#大悬臂超宽UHPC箱梁单元节段的临时固结,并在全桥跨度内进行预应力体系3的张拉;

S5:完成大悬臂超宽UHPC箱梁桥的附属工程以及桥面铺装,即完成施工。

相关技术
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